Gaudet, J. & Mango, S. E. Regulation of organogenesis by the Caenorhabditis elegans FoxA protein PHA-4. Science295, 821-825 (2002) | PubMed | ISI WEB SITE Susan Mango's lab
Глотка Caenorhabditis elegans является довольно простой моделью для изучения органогенеза. Gaudet and Mango установили, что качественные особенности глотки у C. elegans специфицируются непосредственно master транскрипционным фактором, PHA-4, который имеет дело с разными генами в разное время в зависимости от сродства, с которым он взаимодействует со своими мишенями.
PHA-4, который очень близок к FoxA, транскрипционному фактору семейства forkhead box A, участвущему в развитии кишеника у Drosophila и млекопитающих. Хотя эта молекула играет фундаментальную роль в спецификации глотки у червей мутанты pha-4 с потерей функции не имеют глотки мало известно о его нижестоящих мишенях. Авт. анализировали микромассив C. elegans кДНК от мутантных червей, которые или имеют избыток глоточных клеток или клетки отсутствуют полностью. Среди инициально идентифицированных 240 мишеней найдены и уже известные гены, регулируемые с помощью PHA-4 . Некоторые из новых мишеней для PHA-4 экспрессируются рано в эмбриогенезе, а некоторые поздно. Получены temperature-sensitive (ts) pha-4 мутанты. Переносы pha-4 (ts) червей в условия ретстриктивной темпаратуры влюбой период эмбриогенеза вызывал нарушения глотки и гибель.
Авт. исследовали регуляторные области вновь идентифицированных мишеней. Они выявили не только множественные сайты связывания PHA-4, но и , используя делеционный анализ, показали, что экспрессия в глотке этих генов-мишеней абсолютно зависит от присуствия этих консенсусных сайтов. Анализ In vitro показал, что сродство PHA-4 к этим консенсусам связывающих сайтов зависит от стрежневых последовательностей. Ренние pharynx гены обнаруживают высокое сродство к PHA-4 необходимое, когда уровни PHA-4 низки но связывающие сайты с нимзким сродством к PHA, достаточны для поздней экспрессии, когда уровни PHA-4 повысились. Нарушая последовательности связывающих сайтов, авт. оказались способными превратить ранние гены в поздние и наоборот. Gaudet и Mango предложили модель развития глотки, согласно которой PHA-4 непосредственно регулирует фарингеальные гены посредством дифференциального сродства к их связывающим сайтам.
Прямая транскрипционная регуляци м.б. общим признаком органной спецификации; напр., Pax6/eyeless является критическим для спецификации глаз Drosophila и необходим для активации ранних и поздних мишеней. Имеются доказательства, что FoxA белки необходимы для раннего и позднего развития млекопитающих и Drosophila. Авт. подчеркивают, что эта модель master-regulator интересна для эволюционных приложений генные сети, такие как та, что регулируется PHA-4, м. расширяться путем вовлечения все новых генов, что ведет к повышению сложности. Эта модель нуждается в подтверждении на др. системах.